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By Ricardo dos Santos Oliveira

Devido ao grande aumento da concentração de gases do efeito estufa, a criação de uma energia limpa tem sido um desafio para a ciência e as indústrias. Após identificar possíveis soluções para este problema uma alternativa seria a utilização de biomassa vegetal com capacidade térmica como fonte energética redutora no processo de redução do minério de ferro em altos-fornos. Este trabalho teve como objetivo utilizar capim elefante (Pennisetum purpureum) e carvão mineral na injeção de finos pulverizados pelas ventaneiras de altos-fornos nas siderúrgicas a fim de reduzir custos da produção de ferro gusa e reduzir a dependência de combustíveis fósseis no processo. O capim elefante é uma fonte renovável e de rápido crescimento que através da fotossíntese captura o CO2 da atmosfera, reduzindo a poluição causada pelos altos-fornos. Para simular a injeção dos materiais estudados foi construído na Escola de Minas - UFOP um modelo de partículas de combustão para analisar as amostras. Outras técnicas são utilizadas para caracterização como combustão, calorimetria, análise de gás, análise química imediata e elementar. Assim, em teoria, esta pesquisa mostra que o capim elefante misturado com carvão mineral através de sua injeção em altos-fornos mostrou-se viável em termos metalúrgicos e ambientais.

Aug 17, 2017

By Cynara Christ Klippel

A formação de uma escória adequada é essencial para a reação de desfosforação, pois ela deve ser capaz de absorver e reter o fósforo em sua estrutura. Este trabalho tem como objetivo a avaliação do processo de desfosforação de ferro-gusa tomando como base os resultados obtidos na análise química da mistura inicial e escória final, uma vez que as condições finais do metal são determinadas por sua escória. As misturas utilizadas são a base de CaO-FeO e a temperatura de tratamento foi de 1400ºC. Inicialmente o estudo será realizado usando os modelos da literatura e posteriormente com uso de ferramentas de termodinâmica computacional. Será também determinado um modelo para prever a eficiência destas misturas.

Aug 17, 2017

By Rafaela Pacheco Malvão dos Santos

O gusa pode ser dessulfurado em carros torpedos ou em panelas de transferência, já que a dessulfuração do gusa é termodinamicamente favorável, devido as condições redutoras e interação do enxofre e carbono. Dessa maneira, neste trabalho, busca-se avaliar a literatura disponível para fornecer subsídios a elaboração de um modelo matemático para a cinética do processo de dessulfuração usado em escala industrial. Foram realizados testes industriais e coletadas amostras de escória e de gusa em quatro momentos do processo de dessulfuração. Dentre os modelos cinéticos disponíveis o modelo de Oeters, foi selecionado por sua simplicidade e adequação às condições da CSN. Com os dados obtidos na amostragem, derivou-se um modelo adaptado do modelo de Oeters para a uma equação de previsão do teor de enxofre ao longo da dessulfuração em carro torpedo.

Aug 17, 2017

By Luciano França Rocha

A medição online de umidade de finos de minério de ferro sempre foi uma informação muito desejada nas plantas de pelotização de minério de ferro. Controlar a umidade do pellet feed produzido pela unidade de filtragem além de possibilitar maximizar a produção deste setor da planta garante uma maior estabilidade no processo de pelotamento e de endurecimento. Para conseguir entregar esta medição à sala de controle, iniciamos um projeto utilizando a metodologia Design For Six Sigma para desenvolver uma forma de medição desta grandeza. Inicialmente foi feita uma revisão bibliográfica sobre o assunto. Posteriormente, foram realizadas visitas técnicas que eliminaram algumas possíveis tecnologias de medição. Finalmente, foram avaliadas as tecnologias de Absorção de RF e medição por um braço robótico para serem avaliadas. O primeiro teste industrial foi realizado com um medidor de absorção de RF que não apresentou bons resultados. A faixa de interesse de medição é muito estreita (9% a 11% de umidade). Esse fato exige uma boa precisão do equipamento para que a medida tomada do processo seja útil e sua incerteza não ocupe toda a faixa. Como nenhuma das tecnologias de medição online existentes no mercado se mostrou precisa suficiente para a aplicação, a alternativa foi utilizar um braço robótico para coletar, secar e medir a umidade através do método tradicional feito por um robô. Esta última alternativa se mostrou robusta e adequada ao controle de processo da unidade de filtragem, produzindo resultados confiáveis e precisos.

Jul 30, 2018

By Gustavo Henrique Bolognesi Donato

Frente ao crescente número de falhas por fadiga, o projeto considerando cargas cíclicas passou a ser uma fase natural da concepção e otimização de componentes, em especial de setores de responsabilidade, como aeronáutico, automobilístico e de óleo e gás. Em geral, as avaliações se baseiam em resultados de ensaios uniaxiais que empregam máquinas universais servo-controladas de tração-compressão ou tração-tração. Entretanto, embora precisos, tais equipamentos custam centenas de milhares de dólares, apresentam elevado custo operacional e de manutenção e exigem expressivo tempo para a realização dos ensaios. Como alternativas simples e baratas existem as máquinas do tipo flexão alternada (biela-manivela), as quais podem apresentar curvas de vida à fadiga comparáveis ao caso uniaxial se os campos de deformações e tensões nas amostras forem bem conhecidos. Dessa forma, buscando avançar nesse tópico e fazendo uso de refinados modelos não lineares de elementos finitos, este artigo apresenta uma metodologia de ensaios de flexão alternada controlada por deformação (curvas e-N), assim como uma análise crítica dos resultados experimentais. Foram ensaiados um aço SAE 1008 e um alumínio 1200 H14 e, além da geometria recomendada pela ASTM B593, uma nova geometria é proposta para menor dispersão dos resultados experimentais. A metodologia desenvolvida obteve sucesso na condução dos ensaios e a geometria proposta reduziu a dispersão dos resultados para o aço SAE 1008 que apresenta elevado encruamento. As curvas e-N obtidas, além de diretamente úteis para projetos mecânicos, apoiarão comparações futuras com resultados de fadiga uniaxial dos mesmos materiais.

Aug 17, 2017

By Eduardo Spinelli Oliveira

Devido à possibilidade de se remover quantidades muito pequenas de material de cada vez, a ablação seletiva por laser tem se mostrado um método muito eficaz para remoção de finas camadas de materiais depositados sobre um substrato. Neste trabalho, um laser de femtossegundo foi utilizado para remoção de um filme fino de nitreto de titânio (TiN) depositado sobre um substrato de carboneto de tungstênio (WC), configuração comum em pastilhas de usinagem mecânica, objetivando fornecer um método eficiente para tal processo. Os limiares de ablação do filme e do substrato foram determinados, evidenciando a problemática do trabalho, remover um filme com limiar maior que o substrato. Um sistema de controle de espectrometria de emissão atômica induzida por laser (LIBS) foi testada, com a intenção de controlar em tempo real, a espécie do material ablacionado, mostrando-se muito eficiente. Os parâmetros do laser bem como da varredura de usinagem ainda estão sendo testados para definir a viabilidade do processo.

Aug 17, 2017

By Bruno Vidal de Almeida

A campanha dos refratários à base de carbono aplicados como revestimento de trabalho de diversos equipamentos siderúrgicos depende da soma de diversos fatores como resistência à corrosão, resistência à oxidação do carbono, estabilidade termomecânica, entre outros. Durante a etapa de aquecimento inicial de revestimentos refratários novos ocorre a oxidação prematura do carbono presente no revestimento refratário, reduzindo a vida útil do revestimento precocemente. Para reduzir a oxidação precoce do carbono foi desenvolvido um novo coating cerâmico que atua como uma eficiente barreira física, reduzindo o contato do oxigênio da atmosfera de aquecimento com o carbono presente no refratário. O coating desenvolvido possui uma fase ligante com pega química ativada termicamente e possui como carga refratária um composto sílico-aluminoso com elevada estabilidade térmica. Os resultados laboratoriais de avaliação de desempenho revelaram que com a aplicação do novo coating desenvolvido reduz-se a oxidação prematura do carbono em até 77% e elevase a vida útil do revestimento em alguns casos em até 15%. O coating desenvolvido revelou possuir excelente desempenho quanto a proteção do refratário MgO-C contra a oxidação do carbono que ocorre durante a etapa de aquecimento de equipamentos com refratários novos, comprovando sua aplicabilidade em diversos equipamentos siderúrgicos que possuem revestimentos refratários à base de carbono.

Aug 17, 2017

By Rodrigo de Oliveira Pezzin

Devido ao fato que a exigência por menores teores de enxofre em alguns tipos de aços, torna-se interessante investigar a eficiência na dessulfuração dos materiais já conhecidos com matérias primas alternativas. Duas dessas novas matérias primas que podem ser utilizadas no processo de dessulfuração são o resíduo de mármore e a sodalita. Desta forma, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a eficiência de dessulfuração em ferro-gusa por misturas contendo resíduo de mármore, sodalita e agentes dessulfurantes convencionalmente utilizados. Os testes foram realizados a 1400°C, em uma atmosfera inerte (Ar) com agitação constante. Os testes experimentais mostraram que 50 a 90% da dessulfuração ocorreu em até 15 minutos. As misturas contendo fluorita foram os que apresentaram maior eficiência de dessulfuração. A adição de sodalita ocasionou uma queda na eficiência de dessulfuração.

Aug 17, 2017

By Daniel Costa Bezerra

Este trabalho tem como objetivo, fazer uma explanação sobre a aplicação de tecnologias emergentes de informação e automação no cenário de indústria, onde serão descritos casos de uso com potencial de alavancar resultados para a empresa, através do aumento de produtividade e redução de custos operacionais. Para fazer este trabalho, foram selecionados os projetos mais recentes, provas de conceito e laboratórios, onde a solução explorada possui aplicações de característica inovadora. Em seguida foram avaliados os resultados alcançados ou, nos casos de projetos não concluídos, os potenciais ganhos projetados. Desta forma pode-se avaliar e concluir que os custos de grande parte das iniciativas de apelo inovador, com foco no aumento de produtividade, trazem ganhos substanciais ao negócio, não só financeiro, mas também no quesito de segurança ao homem, e qualidade do produto ou serviço prestado.

Aug 17, 2017

By Neussias Inocêncio Henrique

O processo de coqueificação em uma Coqueria do tipo Heat Recovery ocorre pela queima da matéria volátil presente no carvão, principal combustível para aquecimento dos fornos. Uma segunda queima não desejada ocorre pela combustão do coque. Essa queima indesejada é denominada Burn Loss. A quantidade de ar succionada para dentro dos fornos é pelo sistema de exaustão e controlada por um sistema automático de abrir ou fechava as válvulas utilizando através de um sistema de controle chamado de PID Combustão. Com os dados do perfil de oxigênio dos fornos do tipo Heat Recovery é possível determinar a quantidade exata de O2 em excesso objetivando a queima dos gases total dos gases. Os principais benefícios de se analisar a quantidade de O2 em excesso e entender o processo de combustão dos fornos e poder alterar o sistema de admissão de ar com o objetivo de aumenta da capacidade de produção do forno (aumento da velocidade de coqueificação) e otimização da sucção ao longo dos fornos no mesmo coletor.

Oct 30, 2017

By Marcelo Cervantes Del Rio Baptista

Nos últimos anos a indústria siderúrgica no Brasil vem sofrendo um processo lento e cruel de encolhimento de sua participação no PIB, em decorrência de diversos fatores políticos e econômicos. Apesar do grande esforço por parte das empresas, a capacidade de produção de aço pouco cresceu neste período, permitindo que as despesas cresçam mais rápido do que as receitas. Esses fatores têm mostrado aos profissionais do setor que a mudança do cenário só ocorrerá ao se produzir com o máximo de eficiência. O objetivo deste trabalho é demonstrar que a lubrificação tem grande participação no aumento da produtividade e redução de custos da manutenção. Em suma, será apresentado um estudo sobre como a lubrificação correta influencia no aumento da produtividade das siderúrgicas. Com base nos resultados dos testes realizados em duas grandes empresas do setor, este trabalho demonstra o aumento significativo de performance no Mandril da bobinadeira e mancais dos convertedores, após estudo detalhado da lubrificação.

Aug 17, 2017

By Magnos Marinho da Silva

A Metalurgia do Pó é um processo de conformação mecânica com um grande crescimento de sua aplicação no cenário industrial brasileiro, por possuir um vasto campo de aplicação que inclui, por exemplo, a fabricação de componentes automotivos, eletrodomésticos, ferramentas de corte e ferramentas elétricas. A sinterização é a fase mais importante do processo, no qual o pó já compactado é submetido a uma temperatura abaixo do seu ponto de fusão, obtendo como resultado um material com excelente acabamento, precisão dimensional e propriedades mecânicas. O trabalho apresentado tem como objetivo avaliar o comportamento do composto intermetálico denominada de Al12Si com a composição de 12% de Si, 1,14% de Ni; 1,08% de Mg; 0,45% Fe; 1,08 % de Cu e Al em balanceamento. Foi sinterizado com gás argônio para fazer um comparativo do mesmo material, porém utilizando uma atmosfera de nitrogênio. Tendo como objetivos específicos realizar levantamentos sobre a densidade, microdureza e metalografia apresentados em função das cargas aplicadas em cada uma das amostras. Comparar a influência do tratamento térmico T6 na dureza dos materiais em função da atmosfera de sinterização. A metalografia apresentou porosidade inerente ao processo, mas houve um acréscimo de microdureza entre as amostras produzidas em atmosfera com argônio e as produzidas com atmosfera com nitrogênio com uma variação de 59,51 HV-50g. para 72,30 HV-50g.

Aug 17, 2017

By Arnaud-Guilhem de Loze

Este artigo apresenta uma ferramenta de simulação computacional desenvolvida com o objetivo de auxiliar a adoção de melhores práticas de controle do forno durante períodos sem produção. O sistema desenvolvido permite simular as temperaturas do revestimento refratário de um forno de tratamento térmico de tubos em função da evolução da temperatura da atmosfera interna em diferentes cenários. O simulador foi desenvolvido baseado em um modelo matemático dinâmico validado, que utiliza um sistema de equações de transferência de calor discretizadas. Realizou-se a validação desta ferramenta computacional com a utilização de dados reais de uma campanha de medição de temperaturas. A comparação dos resultados apresentou pequeno erro entre simulação e valores reais coletados. A utilização desta ferramenta auxiliou a definição de estratégias de controle do forno durante períodos improdutivos, possibilitando redução do consumo de energia e retomada da produção com garantia da qualidade do produto.

Aug 17, 2017

By Pedro Porto Silva Cavalcanti

A suscetibilidade à degradação mecânica de pelotas de minério de ferro é diretamente influenciada tanto pela composição quanto pela sua estrutura. O trabalho analisou criticamente essas relações para pelotas queimadas para a redução direta, por meio de análises detalhadas com quatro tipos distintos de pelotas, que incluíram análises químicas e mineralógicas, medidas de porosidade e distribuição de tamanhos de poros por tomografias de raios X, distribuição de poros por região da pelota por meio de microscopia, da dureza, bem como de resistência à compressão, abrasão, bem como um novo método de avaliação da resistência à fragmentação por abrasão. O trabalho mostra que há, de fato, forte correlação entre a suscetibilidade à degradação e várias dessas características analisadas. Forte correlação foi observada entre a porosidade e o tamanho máximo de poros. Boa correspondência qualitativa foi observada entre o acabamento superficial e a resistência à compressão. Resultados de um novo teste proposto de suscetibilidade à fragmentação superficial sugerem que a porosidade total e a mineralogia exercem pouca influência nesse comportamento, enquanto as características superficiais, como o acabamento e a microdureza exercem uma influência direta nesse mecanismo.

Aug 17, 2017

By Eduardo Christo Saltoratto

Foram realizados tratamentos térmicos de têmpera e revenimento para aumentar a tenacidade do material, aço NM87 designação 1045, uma vez que ele apresentava, no estado inicial, baixa absorção de energia. Com o material mais tenaz foi obtida uma melhor faixa de energia para cálculo das incertezas. Foram feitos corpos de prova com variações nas medidas laterais, de comprimento e profundidade do entalhe e ensaiados na temperatura ambiente para determinação das incertezas do tipo A e B. Com as incertezas determinadas pelos métodos estatísticos e não estatísticos, foram feitos ensaios, variando-se a temperatura, para obter dados de ductilidade (energia absorvida, expansão lateral e percentual de área dúctil) em relação a temperatura e com esses dados determinar-se a temperatura de transição dúctil – frágil e sua incerteza.

Aug 17, 2017

By Rafael Cerqueira Lima

Os atuais desafios da Indústria do Aço e Minérios têm feito que empresas busquem otimizar seus processos de tal forma a produzir com a máxima qualidade e com o menor custo possível. Um processo estável possui baixos Índices de Paradas Não- Programadas, sejam de origem Operacionais ou por Falhas de Equipamentos. O presente artigo descreve a análise realizada em um processo de Sinterização onde em uma de suas etapas havia níveis insatisfatórios de Falhas e de Entupimento de Material. O objetivo principal deste artigo é apresentar os resultados obtidos com a modificação neste processo através da Substituição de um Table Feeder por um Alimentador de Correia e Melhorias realizadas em uma Balança Dosadora.

Aug 17, 2017

By Marcos Danilo Monteiro

O final do século XX foi marcado por um grande avanço tecnológico em sistemas automatizados com variadas aplicações, dando destaque ao campo da robótica que desde então busca otimizar cada vez mais os processos industriais, eliminado a mão-de-obra humana em segmentos onde sua presença antes era indispensável. O aumento na qualidade do produto, a relação custo-benefício e dentre outras melhorias que a robótica trouxe a uma linha de produção industrial, justificam a procura por parte das grandes empresas em procurar investir na inserção desta tecnologia ou no melhoramento dela em sua cadeia produtiva. Este trabalho teve como principal objetivo demonstrar a aplicação da tecnologia robótica na indústria, em proporções reduzidas e fins didáticos, com a integração de um sistema de controle e automação representado pela plataforma Arduino que atua no controle de coordenadas de um braço robótico em atividades de carregamento e paletização de cargas.

Jul 30, 2018

By Rainer Hüsken

Over the last decades long BOF campaign lives have successfully been established due to improved quality of the refractory material and due to intensive use of slag splashing. On the other hand, steelmakers are more and more faced with elevated phosphorous contents in the hot metal. This phenomenon is a global tendency caused by the increasing pressure to utilize cheaper iron ore sources. In India, iron ore sources have traditionally elevated phosphorous contents. The phosphorous removal challenge calls for using bottom stirring at the BOF converters, as these combined technology of top oxygen blowing and inert gas stirring through the bottom, helps significantly to improve bath mixing and thus in shifting the process towards the optimum metallurgical equilibrium conditions. All this is common knowledge and daily business in the steelmaking shops all over world. Unfortunately, focusing on a long BOF refractory campaign by means of slag splashing and maintaining optimum conditions for high efficient bottom stirring are naturally conflictive aims. Applying slag splashing causes unavoidable bottom built-up which in turn covers or even blocks the bottom tuyeres. Most of the steelmaking shops today are either operating slag splashing without bottom stirring or bottom stirring without slag splashing. Some are trying slag splashing with bottom stirring but mostly only for a certain short period of the whole campaign. Baoshan Meishan Steel is an integrated steel plant, located in Nanjing (China). The plant is operating two BOF shops (3x 150t and 2x 250t), producing various steel grades. Because of the iron ore source used, the hot metal phosphorous content is rather high with up to 2,000 ppm. In order to achieve low phosphorous contents in the molten steel below 200 ppm, Meishan uses the TBM (Thyssen Bottom Metallurgy) bottom stirring technology in both of their steel plants, successfully applying slag splashing and efficient bottom stirring for campaigns up to 10,000 heats. This paper describes the operation procedures, strategies, and the maintenance concept established at Meishan Steel which is suitable to meet both conflicting targets at the same time.

Jul 30, 2018

By Tiago Seixas Bittencout

No cenário econômico mundial atual, cada vez mais as indústrias têm voltado sua atenção para o reaproveitamento de materiais gerados como consequência das ações operacionais, tanto como forma de reduzir custos, como também no caráter de sustentabilidade do negócio. Em uma operação de refino primário em aciaria elétrica, onde o produto é o aço líquido, o antes considerado resido, mas agora denominado de coproduto, a escória, passa atuar diretamente no custo final do produto quando esta é processada, e passa a compor a carga fria usada no processo de elaboração do aço. Neste sentido, o estudo deste material se faz necessário para a compreensão de qual será o seu comportamento junto aos processos e quais vantagens e desvantagens da sua aplicação. Neste trabalho, foram feitas as caracterizações de sucatas provenientes de reaproveitamento de escórias produzidas em Forno Elétrico a Arco e em conversor LD, bem como seu impacto no refino primário, como parte integrante da carga fria no FEA.

Aug 17, 2017

By Antônio César de Araújo Freitas

As empresas de mineração têm desafios logísticos em sua operação no dia a dia, visto o crescente volume de minério movimentado nas Usinas e Portos e pressão crescente por resultados operacionais que se traduzem na busca contínua por níveis superiores de produtividade. A tecnologia de automação dos processos produtivos e de máquinas evoluiu muito na última década, entretanto o processo da logística nos pátios de matéria prima e produtos apresenta baixo nível de automação e é baseado em informações verbais e observações visuais a respeito do nível de estoques e disposição dos materiais nas pilhas e áreas dos pátios de manuseio. Em um processo tão complexo, pequenas decisões da operação no dia a dia, que podem variar de acordo com o operador, supervisor ou turno de operação, podem influenciar a produtividade diretamente, afetando indicadores como horas paradas e deslocamento de máquinas por tonelada expedida, afetando dessa forma custos significativos na operação de uma usina ou porto. Este trabalho tem por objetivo então descrever as técnicas utilizadas para modelar os desafios de logística nos pátios de minério, descrevendo sistemas de otimização utilizados com apresentação de resultados em projetos como o de Carajás, planta da VALE que é atualmente a maior mina de minério de ferro do mundo, abordando a redução de deslocamento de máquinas, diminuição da exposição ao risco de colisão e redução de paradas.

Jul 30, 2018